Linux之ARM（MX6U）BSP工程管理实验

在我们写工程中，我们都是将所有的源码文件放到工程的根目录下，如果工程文件比较少的话这样做无可厚非，但是如果工程源文件达到几十、甚至数百个的时候，这样一股脑全部放到根目录下就会使工程显得混乱不堪。所以我们必须对工程文件做管理，将不同功能的源码文件放到不同的目录中。另外我们也需要将源码文件中，所有完成同一个功能的代码提取出来放到一个单独的文件中，也就是对程序分功能管理。本章我们就来学习一下如何对一个工程进行整理，使其美观、功能模块清晰、易于阅读。

1、工程管理简介

在我们上一篇博客中（Linux之ARM（MX6U）裸机官方SDK移植）中，文件有：

我们将所有的源码文件都放到工程根目录下，即使这个工程只是完成了一个简单的流水灯的功能，但是其工程根目录下的源码文件就已经不少了。如果在添加一些其他的功能文件，那么文档就会更大，显得很混乱，所以我们需要对这个工程进行整理，将源码文件分模块、分功能整理。我们来看一个比较好的历程：

图 中的工程目录就很美观、不同的功能模块文件放到不同的文件夹中，比如驱动文件就放到bsp文件夹中， 官方库就放到 imx6ul文件夹中，编译产生的过程文件放到 OBJ 文件夹中

我们参考这个来整理一下（Linux之ARM（MX6U）裸机官方SDK移植）中的文件。

1.1、创建bsp、imx6ul、obj和project这四个文件夹

其中 bsp 用来存放驱动文件； imx6ul 用来存放跟芯片有关的文件，比如 NXP 官方的 SDK库文件； obj 用来存放编译生成的.o 文件； project 存放 start.S 和 main.c 文件，也就是应用文件；

1.2、文件分类

将（Linux之ARM（MX6U）裸机官方SDK移植）实验中的 cc.h、 fsl_common.h、 fsl_iomuxc.h 和 MCIMX6Y2.h 这四个文件拷贝到文件夹 imx6ul 中；将 start.S 和 main.c 这两个文件拷贝到文件夹 project 中。我们前面的实验中所有的驱动相关的函数都写到了 main.c 文件中，比如函数 clk_enable、 led_init 和 delay，这三个函数可以分为三类：时钟驱动、 LED 驱动和延时驱动。因此我们可以在 bsp 文件夹下创建三个子文件夹： clk、 delay 和 led，分别用来存放时钟驱动文件、延时驱动文件和 LED 驱动文件，这样main.c 函数就会清爽很多，程序功能模块清晰。工程文件夹都创建好了，接下来就是编写代码了，其实就是将时钟驱动、 LED 驱动和延时驱动相关的函数从 main.c 中提取出来做成一个独立的驱动文件 。

2、实验程序编写

使用 VScode 新建工程，工程名字为“ledc_bsp”。

2.1、创建 imx6ul.h 文件

#ifndef __IMX6UL_H
#define __IMX6UL_H

#include "cc.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "fsl_common.h"
#include "fsl_iomuxc.h"

#endif

文件 imx6ul.h 很简单，就是引用了一些头文件，以后我们就可以在其他文件中需要引用imx6ul.h 就可以了。

2.2、创建个.vscode文件修改includePath

是为了vscode解决找不到工程的头文件的问题
在终端创建“ .vscode文件夹 ”，打开c_cpp_properties.json文件

2.2.1、修改includePath

把我们的头文件的文件夹路径添加进去

这样刷新一下，就可以包含所需的头文件了

2.3、编写led驱动文件

新建 bsp_led.h 和 bsp_led.c 两个文件，将这两个文件存放到 bsp/led 中，

2.2.1、 bsp_led.h

#ifndef __BSP_LED_H
#define __BSP_LED_H

#include "imx6ul.h"

#define LED0 0

/*函数声明*/
void  led_on(void);
void led_off(void );
void led_init(void);
void led_switch(int led, int status);

#endif /* __BSP_LED_H */

bsp_led.h 的内容很简单，就是一些函数声明和头文件的引用

2.2.1、 bsp_led.c

#include "bsp_led.h"


/*打开LED灯*/
void  led_on(void)
{
    GPIO1->DR&= ~(1<<3); //bit3清零

}
/*关闭LED灯*/
void led_off(void )
{
    GPIO1->DR |= (1<<3);  //bit3置1
}

/*初始化LED灯*/
void led_init(void)
{

    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0); /*复用为GPIO--IO03 */


    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0x10B0);/*设置GPIO__IO03电器属性*/

    GPIO1->GDIR=0x8;//设置为输出

    GPIO1->DR=0x0; //设置为低电平，打开LED灯

}

/*LED 灯控制函数*/
void led_switch(int led, int status)
{
    switch(status)
    {
        case  LED0:
            if(status == ON)
                GPIO1->DR |= (1<<3);  //bit3置1
            else if(status == OFF)
                GPIO1->DR&= ~(1<<3); //bit3清零
            break;

    }


}

bsp_led.c 里面就两个函数 led_init 和 led_switch， led_init 函数用来初始化 LED 所使用的IO， led_switch 函数是控制 LED 灯的打开和关闭

2.4、编写时钟驱动代码

新建 bsp_clk.h 和 bsp_clk.c 两个文件，将这两个文件存放到 bsp/clk 中

2.4.1、bsp_clk.h

#ifndef __BSP_CLK_H
#define __BSP_CLK_H

#include "imx6ul.h"

void clk_enable(void);

#endif // !__BSP_CLK_H

2.4.2、bsp_clk.c

#include "bsp_clk.h"

/*使能外设时钟*/
void clk_enable(void)
{
    CCM->CCGR0 =0xFFFFFFFF;
    CCM->CCGR1 =0xFFFFFFFF;
    CCM->CCGR2 =0xFFFFFFFF;
    CCM->CCGR3 =0xFFFFFFFF;
    CCM->CCGR4 =0xFFFFFFFF;
    CCM->CCGR5 =0xFFFFFFFF;
    CCM->CCGR6 =0xFFFFFFFF;

}

bsp_clk.c 只有一个 clk_enable 函数，用来使能所有的外设时钟。

2.5、编写延时驱动代码

新建 bsp_delay.h 和 bsp_delay.c 两个文件，将这两个文件存放到 bsp/delay 中

2.5.1、bsp_delay.h

#ifndef __BSP_DELAY_H
#define __BSP_DELAY_H

#include "imx6ul.h"

void delay_short(volatile unsigned int n);
void delay(volatile unsigned int n);

#endif // !__BSP_CLK_H

2.5.2、bsp_delay.c

#include "bsp_delay.h"

/*短延时*/
void delay_short(volatile unsigned int n)
{
    while(n--){}

}
/*
 * 延时  一次循环大概是1ms 在主频396MHz
 * n:延时ms数
*/
void delay(volatile unsigned int n)
{
    while (n--)
    {
        delay_short(0x7ff);
    }
    
}

2.6、修改main.c代码

2.6.1、创建一个main.h文件，用来包含头文件

main.h

#ifndef __MAIN_H
#define __MAIN_H


#include "imx6ul.h"
#include "bsp_clk.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "bsp_led.h"

#endif // !__MAIN_H

2.6.2、main.c

#include "main.h"

int main() 
{
    clk_enable();  //使能外设时钟

    led_init(); //初始化LED
    
    while(1)
    {
        led_off();  
        delay(1000);

        led_on();
        delay(1000);
    }

    return 0;
}

在 main.c 中我们仅仅留下了 main 函数，至此，本例程跟程序相关的内容就全部编写好了

3、编译下载与验证

3.1、编写链接文件

SECTIONS
{
    . = 0x87800000;
    .text :
    {
        obj/start.o
        *(.text)
    }
    .rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}
    .data ALIGN(4) : {*(.data)}
    __bss_start = .;
    .bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON)}
    __bss_end = .;
}

注意第 5 行设置的 start.o 文件路径

3.2、编写Makefile文件

CROSS_COMPILE 	?= arm-linux-gnueabihf-
TARGET		  	?= bsp

CC 				:= $(CROSS_COMPILE)gcc
LD				:= $(CROSS_COMPILE)ld
OBJCOPY 		:= $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP 		:= $(CROSS_COMPILE)objdump

INCDIRS 		:= imx6ul \
				   bsp/clk \
				   bsp/led \
				   bsp/delay 
				   			   
SRCDIRS			:= project \
				   bsp/clk \
				   bsp/led \
				   bsp/delay 
				   
				   
INCLUDE			:= $(patsubst %, -I %, $(INCDIRS))

SFILES			:= $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.s))
CFILES			:= $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))

SFILENDIR		:= $(notdir  $(SFILES))
CFILENDIR		:= $(notdir  $(CFILES))

SOBJS			:= $(patsubst %, obj/%, $(SFILENDIR:.S=.o))
COBJS			:= $(patsubst %, obj/%, $(CFILENDIR:.c=.o))
OBJS			:= $(SOBJS) $(COBJS)

VPATH			:= $(SRCDIRS)

.PHONY: clean
	
$(TARGET).bin : $(OBJS)
	$(LD) -Timx6ul.lds -o $(TARGET).elf $^
	$(OBJCOPY) -O binary -S $(TARGET).elf $@
	$(OBJDUMP) -D -m arm $(TARGET).elf > $(TARGET).dis

$(SOBJS) : obj/%.o : %.s
	$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<

$(COBJS) : obj/%.o : %.c
	$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<
	
clean:
	rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS) $(SOBJS)

	

可以看出实验的 Makefile 文件要比前面的实验复杂很多，因为这个Makefile 代码是一个通用 Makefile，我们以后所有的裸机例程都使用这个 Makefile。使用时候只要将所需要编译的源文件所在的目录添加到 Makefile 中即可

第 1~7 行定义了一些变量，除了第 2 行以外其它的都是跟编译器有关的，如果使用其它编译器的话只需要修改第 1 行即可。第 2 行的变量 TARGET 目标名字，不同的例程肯定名字不一一样。

第 9 行的变量 INCDIRS 包含整个工程的.h 头文件目录，文件中的所有头文件目录都要添加到变量INCDIRS中。比如本例程中包含.h头文件的目录有imx6ul、bsp/clk、bsp/delay和bsp/led，所以就需要在变量 INCDIRS 中添加这些目录，即:

INCDIRS := imx6ul bsp/clk bsp/led bsp/delay

仔细观察的话会发现第 9~11 行后面都会有一个符号“\”，这个相当于“换行符”，表示本行和下一行属于同一行，一般一行写不下的时候就用符号“\”来换行。在后面的裸机例程中我们会根据实际情况来在变量 INCDIRS 中添加头文件目录。

第 14 行是变量 SRCDIRS，和变量 INCDIRS 一样，只是 SRCDIRS 包含的是整个工程的所有.c 和.S 文件目录。比如本例程包含有.c 和.S 的目录有 bsp/clk、 bsp/delay、 bsp/led 和 project，即：

SRCDIRS := project bsp/clk bsp/led bsp/delay

同样的，后面的裸机例程中我们也要根据实际情况在变量 SRCDIRS 中添加相应的文件目录。

第 19 行的变量 INCLUDE 是用到了函数 patsubst，通过函数 patsubst 给变量 INCDIRS 添加一个“-I”，即：

INCLUDE := -I imx6ul -I bsp/clk -I bsp/led -I bsp/delay

加“-I”的目的是因为 Makefile 语法要求指明头文件目录的时候需要加上“-I”。

第 21 行变量 SFILES 保存工程中所有的.s 汇编文件(包含绝对路径)，变量 SRCDIRS 已经存放了工程中所有的.c 和.S 文件，所以我们只需要从里面挑出所有的.S 汇编文件即可，这里借助了函数 foreach 和函数 wildcard，最终 SFILES 如下：

SFILES := project/start.s

第 22 行变量 CFILES 和变量 SFILES 一样，只是 CFILES 保存工程中所有的.c 文件(包含绝对路径)，最终 CFILES 如下：

CFILES = project/main.c bsp/clk/bsp_clk.c bsp/led/bsp_led.c bsp/delay/bsp_delay.c

第 24 和 25 行的变量 SFILENDIR 和 CFILENDIR 包含所有的.s 汇编文件和.c 文件，相比变量 SFILES 和 CFILES， SFILENDIR 和 CFILNDIR 只是文件名，不包含文件的绝对路径。使用函数 notdir 将 SFILES 和 CFILES 中的路径去掉即可， SFILENDIR 和 CFILENDIR 如下：

SFILENDIR = start.S
CFILENDIR = main.c bsp_clk.c bsp_led.c bsp_delay.c

第 27 和 28 行的变量 SOBJS 和 COBJS 是.S 和.c 文件编译以后对应的.o 文件目录，默认所有的文件编译出来的.o 文件和源文件在同一个目录中，这里我们将所有的.o 文件都放到 obj 文件夹下， SOBJS 和 COBJS 内容如下：

SOBJS = obj/start.o
COBJS = obj/main.o obj/bsp_clk.o obj/bsp_led.o obj/bsp_delay.o

第 29 行变量 OBJS 是变量 SOBJS 和 COBJS 的集合，如下：

OBJS = obj/start.o obj/main.o obj/bsp_clk.o obj/bsp_led.o obj/bsp_delay.o

编译完成以后所有的.o 文件就全部存放到了 obj 目录下

第 31 行的 VPATH 是指定搜索目录的，这里指定的搜素目录就是变量 SRCDIRS 所保存的目录，这样当编译的时候所需的.s 和.c 文件就会在 SRCDIRS 中指定的目录中查找。

第 33 行指定了一个伪目标 clean。

第 35~47 行就很熟悉了

3.3、编译下载

使用 Make 命令编译代码，编译成功以后使用软件 imxdownload 将编译完成的 bsp.bin 文件下载到 SD 卡中，命令如下：

chmod 777 imxdownload //给予 imxdownload 可执行权限，一次即可
./imxdownload bsp.bin /dev/sdd //烧写到 SD 卡中

烧写成功以后将 SD 卡插到开发板的 SD 卡槽中，然后复位开发板，如果代码运行正常的
话 LED0 就会以 1000ms 的时间间隔亮灭